钢辊式圆捆打捆机结构改进与试验

为解决小型钢辊式圆捆捡拾打捆机秸草打捆时的堵塞问题,对其结构进行了改进试验。在试验中,采用了增加喂入单辊、喂入对辊结构,并对其喂入能力、可靠性指标进行了测定。经过结构改进试验,得出配有喂入对辊（上辊沿轴向配置高19.5mm、直径160mm、间距48mm圆环,下辊直径160mm、沿周向配置高6.5mm横板）的钢辊式圆捆打捆机可较好地解决秸草打捆中的堵塞问题,并能扩大其适用范围,提高其工作性能和工作可靠性。     

青饲圆捆机对数螺线式成形装置设计与试验

为提高青贮饲料的打捆作业效率和作业质量,在现有青贮饲料打捆技术的基础上,设计了一种用于青贮作业,由喂料预压机构、对数螺线式二次压捆机构组成的对数螺线式圆草捆成捆装置。对不同含水率的玉米秸秆进行了不同压力角的试验,试验结果表明:取压力角小于20°的对数螺线式喂料压捆过程,解决了圆形内腔的成捆室在喂入粗大、湿润、坚硬物料时的堵塞问题;对含水率为50%~70%的玉米秸秆,装置压力角α值取15°时,喂入速度和压捆速度匹配较好;装置对高含水率的玉米秸秆具有较好的适应性。     

钢辊式圆捆机旋转草芯形成影响因素分析与优化

针对国产的中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆易产生堵塞的问题,利用自行设计的钢辊式圆捆机(草捆直径约500 mm)试验装置对其打捆过程进行了研究。通过高速摄像分析可知:旋转草芯形成过程实质上是稻秆在卷压室内连续卷绕累积的过程,形成的旋转草芯可对后续喂入的稻秆产生较大的牵带作用,进而消除打捆堵塞。通过试验分析可知,旋转草芯形成过程主要依靠钢辊对稻秆的摩擦牵引及后续喂入稻秆的持续推动完成的,据此,针对影响钢辊式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度以及稻秆喂入量为试验因素,以旋转草芯形成时的干物质质量为评价指标,进行了试验研究。结果表明:各因素对旋转草芯形成时的干物质质量贡献率从大到小依次为:钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度、稻秆喂入量。当因素参数组合为钢辊与稻秆间的滑动摩擦因数约0.65、捡拾器弹齿端点线速度2.23 m/s、稻秆喂入量1.5 kg/s时,旋转草芯形成时的干物质质量为1.58 kg。研究结果可为钢辊式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。     

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。     

可变压捆室打捆机结构设计与仿真分析

针对传统秸秆打捆机收获农作物秸秆时形成圆草捆直径单一的问题，设计一种由捡拾机构、喂入机构、压捆机构和草捆卸载装置等组成的可变压捆室圆捆机。在Solidworks中建立可变压捆室圆捆机三维模型，简述其工作原理和关键部件的结构设计，并对整机动力传动系统进行分析；分析草芯在压捆室内累积过程，得出物料在压捆室内运动的规律，并通过计算得出钢辊线速度为2.29 m/s；运用ADAMS软件对打捆机进行运动学仿真，验证打捆机作业时不会发生物料堵塞和堆积现象，得到钢辊线速度为2.3 m/s，与计算结果基本一致；利用ANSYS Workbench软件对打捆机机架进行模态分析，得出打捆机正常作业时机架不会发生共振现象。为后续秸秆打捆机的创新设计和结构改进提供理论支持。     

浅析一种圆捆机的工作原理

圆捆打捆机能够完成稻草、麦草、玉米秆、油菜秆、花生藤、豆秆等秸秆、牧草的捡拾打捆作业。介绍了一种圆捆打捆机的工作原理,阐述了圆捆打捆机捡拾器、喂入机构、打捆室、卸载机构等的设计原理,为进一步研究和开发秸秆打捆机具提供了参考。     

自走式圆捆机喂入量控制系统设计

为解决自走式圆捆机在作业过程中,因喂入量过高使得圆捆机易发生堵塞故障的问题,设计了以作业主轴负载为反馈信号,以闭式液压驱动系统为执行部件的喂入量控制系统。文中采用5点取样法测定秸秆生长密度为0.54 kg/m~2,结合作业速度可计算得到喂入量。通过不同喂入量对应的平均主轴负载数据,得到主轴负载与喂入量的关系曲线(R~2=0.994)。田间试验结果表明:当圆捆机打捆扭矩超过设定的最高扭矩时,控制系统可在7 s内减速至当前速度的50%,以减小喂入量,降低打捆负载,满足喂入量控制系统要求。     

辊盘式圆捆机卷捆机理分析与试验

针对国产中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆时易于堵塞问题,设计了侧圆盘与钢辊组合式(简称辊盘式)卷捆机构,并利用自制辊盘式圆捆机试验装置对其卷捆过程进行了试验研究。通过高速摄像与运动学分析可知:完整稻秆刚进入卷捆室后在钢辊及侧圆盘共同作用下沿钢辊做整周运动,稻秆在卷捆室内运转一周重新到达卷捆室底部位置时,两侧壁摩擦力会使其停止旋转,而在卷捆室底部产生持续累积过程,由侧圆盘对稻秆产生的摩擦带动力可缩短累积稻秆形成旋转草芯进程,进而避免堵塞现象发生。据此以影响辊盘式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——圆盘直径、圆盘转速、长宽比(稻秆长度与卷捆室宽度的比值)为试验因素,将旋转草芯形成时的稻秆质量作为评价指标进行试验。试验表明各因素影响评价指标的主次顺序为圆盘直径、长宽比、圆盘转速;取圆盘直径380 mm、圆盘转速135 r/min,当长宽比为1.00时,旋转草芯形成时的稻秆质量为1.21 kg,当长宽比为1.26时,旋转草芯形成时的稻秆质量为3.44 kg,并且无堵塞现象发生。研究结果可为辊盘式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。     

圆草捆打捆机的设计及优化

设计了一款圆草捆打捆机,通过牵引机械输入动力,采用凸轮滑道型捡拾系统技术和成型室钢辊预压缩技术,实现了打捆、缠网、密度调节、报警等自动化控制,整机自动化水平高。通过试验对捡拾系统进行了优化,提高了整机性能,该圆捆机广泛应用于牧草、秸秆作物的打捆。     

小型圆捆机捆草-卸捆自动操纵与报警装置研究

针对小型圆捆机捆草与卸捆过程依赖机手频繁回头观察并手动操纵的问题,设计了由行程开关、单片机、电动缸操纵机构和蜂鸣器组成的捆草-卸捆自动操纵与报警装置。通过分析捆草与卸捆工作过程,采用3个行程开关分别感知成捆室满仓、草捆捆扎结束和草捆落地,设计了捆草-卸捆控制流程,确定了控制系统的捆扎时间、卸捆时间等控制参数。室内工况模拟试验表明单片机能处理行程开关的触发信号,使电动缸伸缩实现液压阀手柄自动操作卸捆,蜂鸣器在捆草-卸捆过程发出不同节奏的报警提示音,并有效感知行程开关误触发和器件故障,提高了系统可靠性。样机的秸秆捡拾打捆试验表明,该装置可提高小型圆捆机作业效率22.5%~32.2%,捆草-卸捆成功率100%。     

青贮秸秆圆捆打捆机的设计与试验

为适应秸秆饲料化应用需求,解决农作物秸秆长时间储存易发生霉变和腐烂的问题,设计了一种青贮秸秆圆捆打捆机,可实现对青贮秸秆的高密度缠网打捆,并配合包膜机包膜处理,形成易储存、易消化吸收的高品质秸秆发酵饲料.为此,进行了青贮秸秆圆捆打捆机的总体结构、关键部件的结构设计,并通过试验验证了设计的可行性.     

基于逆向工程原理的钢辊式卷捆机构反求设计

钢辊式圆捆机是我国秸秆收获的关键技术装备之一,目前尚缺乏针对该机型核心机构（钢辊式卷捆机构）的基础性设计方法。为此,基于逆向工程原理,综合运用平面几何学、材料力学、机械设计学、试验法、ANSYS分析法等,对该机构展开反求设计。运用平面几何学建立卷捆室半径、钢辊数量、钢辊半径、钢辊间隙四个特征参数间的关系函数;通过理论分析建立钢辊与累积草芯的接触模型,以此为依托运用高速摄像观测法与概率学原理确定钢辊半径对二者间接触力的影响规律;通过高速摄像观测法,确定钢辊间隙及钢辊表面凸棱与缠辊现象间的关联性;采用试验与理论计算相结合的方法实现喂入口尺寸的设计;建立钢辊的力学模型,对钢辊重要组件——长轴直径进行设计,同时利用ANSYS中的Workbench模块实现对钢辊（复合体）刚度及强度的校核。运用上述研究结果,以DN4575型圆捆机为目标机进行反求设计,设计结果如下：钢辊半径75 mm,钢辊数量10根,钢辊间隙10 mm,喂入口宽度162 mm,钢辊长轴直径20 mm,钢辊辐板数量5个。上述反求过程为钢辊式卷捆机构的关键参数提供了系统性的设计方法,该方法对钢辊式圆捆机的设计具有重要的指导意义。     

自走式捡拾高留茬切割装置设计与试验

针对含水率高的作物需要晾晒2~3天后再进行秸秆捡拾打捆的需求,研制了自走式捡拾高留茬切割装置。以4L-4.0型稻麦联合收获打捆复式作业机为样机,将拨禾轮更换为新设计的捡拾装置,对捡拾幅宽、弹齿间距、喂入量匹配及反转机构进行了分析和设计,实现田间秸秆的捡拾打捆和高留茬作物的切割回收。与目前市场上的牵引式捡拾打捆机相比,设计的自走式捡拾高留茬切割打捆机灵活性更好、适应性更强,实现了一机多用。     

联合收获机后不落地打捆装置的设计与试验

为了解决联合收获机收后秸秆直接打捆问题,在现有的圆捆打捆机的基础上,对相应的工作单元进行了改进设计,开发了联合收获机后不落地打捆装置;同时,介绍了该机的总体结构和工作过程,并对打捆部件的选择、动力选择、传动系统的设计、联合收获配置与挂接方式以及喂料与绕绳机构进行了详细分析。田间试验表明:该机工作安全可靠,打捆率达到了98%,规则捆包率为95%,草捆密度达到172kg/m3。